Водопропускное сооружение Советский патент 1983 года по МПК E01F5/00 

1

Изобретение относится к строительству, в частности предназначено для предотвращения образования наледей при пересечении дорожных покрытий малых водотоков в районах с суровыми климатическими условиями.

Известно водопропускное сооруже ние, содержащее водопропускную трубу и утепляющий прУд, расположенный с верховой стороны насыпи перед входом в трубу и предотвращающий образование наледей Cl .

Однако применение этого устройства не позволяет создать надежную защиту перед входом в трубу и может привести к частичному протаиванию льдистых грунтов в основании насыпи и к их просадке. При малом водо- . токе утепление пруда может оказаться недостаточным.

Наиболее близким к изoбpeтe ft1Ю является водопропускное сооружение, содержащее расположенную в теле насыпи трубу, размещенный перед входом

В трубу экран, с отверстиями, расположенными ниже уровня подпорного горизонта водотока, и утепляющую полость, расположенную над руслом водотока С2 ,

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не гарантирует от образования наледей перед водопропускной трубой и после нее. Это объясняется тем, что на выходе водопропускной трубы отсутствуют утепляющая полость, что в значительной мере снижает термоизолирующий эффект слоев воздуха над руслом водотока. Кроме того, следует иметь в виду, что надмерзлотные воды имеют низкую температуру, способную образовать наземные наледи в утепляющей полости, в трубе и особенно на выходе из нее.

Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения потерь тепла водотоком. Цель достигается тем, что водопропускное сооружение, содержащее трубу, расположенную вTehe насыпи, размещенный перед входом в трубу экран с отверстиями, расположенными ниже уровня подпорного горизонта водотока, и утепляющую полость, расположенную над руслом водотока, снабжено размещенным в утепляющей полости теплоизоляционным кожухом, имеющим выпуклую вверх криволинейную поверхность, образующая которой ориентирована вдоль оси трубы, и взаимодействующим нижними концами с трубой, при этом кожух разделен с внутренней стороны вертикальными перегородками, выполненными из эластичного материала, наружная поверхность указанного кожуха выполнена с коэффициентом черноты, равным 0,92-0,98, а внутренняя поверхность - с коэффициентм черноты, равным 0,,08. Кроме этогр, водопропускное сооружение выполнено с дополнительной утеп ляющей полостью, аналогичной указанной ранее и расположенной на выходе трубы. На фиг 1 показано водопропускное сооружение (при этом утепляющая полость с кожухом распо пожены на входе и выходе трубы) продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 вариант устройства, где утепляющая полость с кожухом расположена на входе трубы; на фиг. А - вариант устройства, где утепляющая полость с кожухо расположена на выходе трубы. Водопропускное сооружение содержит водопропускную трубу 1, экран 2 с ерстиями 3 установленными на расстоянии «-Б метров от трубы 1 на уров не фиксированного пруда , Между насы пью 5 и экраном 2 настилается покрыти 6 из досок и теплоизоляционного материала, образующее утепляющую полость 7. Аналогично выполняется утепляющая полость 8 на выходе водопропускной тр бы (за исключением экрана 2). Над рус лом водотока на входе и выходе:трубы установлены теплоизоляционные кожухи 9, выполненные из металла или фанеры с камерами 10, образованными эластичными перегородками 11, например, из стеклоткани. Верхняя поверхность кожу хо 9 покрыта алюминиевой фольгой на бумажной или картонной основе, имеющей малый коэффициент черноты 0,,Об, а наружная поверхность покрыта 98 24 битумом, коэффициент черноты которого равен 0,92-0,98, Кожухи 9 снабжены, двухсторонними шторками 12 из эластичного материала, например, стеклоткани, при этом длина их равна длине кожуха, а ширина их не менее-0,2 м, Шторки Г2 обеспечивают защиту камер 10 кожухов 9 от поступления воздуха из утепляющих полостей 7 и 8. Форма кожуха может быть любая, при этом расстояние между поверхностью кожуха и руслом водотока не должно быть более 0,8 м. Для предотвращения подтекания воды под экраном 2 служит забутовка 13. Водопропускное сооружение работает следующим образом. В теплый период года вода проходит через отверстия 3 экрана 2 или свободно переливается через его верхнюю грань. Перед зимней эксплуатацией прочищаются отверстия 3. экрана 2 и устраиваются полости 7 и 8 с кожухами 9. Утепляющие полости могут располагаться на входе и выходе водопропускной трубы, или только на входеили только на выходе в зависимости от местных условий. Грунтовые воды образуют пруд , поверхность которого покрывается льдом и снегом. Горизонт подземных вод с первыми положительными температурами устанавливается на уровне отверстий 3 экрана 2, а затем поступает в полость 1. В камерах 10 кожуха 9 потери тепла, выделяемого излучением от воды, будут незначительными, что обеспечивает сохранение положительной температуры воды. Благодаря теплоизоляционным свойствам насыпи 5 вода в трубе 1 не охлаждается. При выходе из водопропускной трубы 1 вода снова поступает в кожух 9 полости 8. Так как русло водотока изолировано двумя воздушными слоями в полостях 7, 8 и кожухах 9i то уменьшаются потери тепла, выделяемого водой излучением. Этому способствует покрытие наружных и внутренних поверхностей кожухов. Благодаря разности коэффициентов черноты происходит прием теп- ловой энергии из утепляющих полостей кожухами, а излучающая тепловая энергия воды не распространяется за пределы камер кожухов. Для исключения дополнительного охлаждения, воды и образования первой фазы наледи рекомендуется помещать кожуха в трубу 1 со стороны входа и выхода на 1,5-2,0 м. Расстояние между руслом водотока и поверхностью кожуха не должна быть более 0,8 м. Такое расстояние устано лено опытным путем и связано с оптимальным излучением, при котором, например, изг учения изменяются всего на несмотря на потерю около 15% излучения в области видимых луче Устройство может иметь следующие варианты исполнения: установка утепляющих полостей с кожухом перед входом в водопропускную трубу и после нее,перед входом в водопропускную трубу, после водопропускной трубы. Водопропускное сооружение исключа ет образование наледей при пересечеНИИ водопропускной трубой дорожных покрытий малых водотоков в районах с суровыми климатическими условиями. Эффективность работы сооружения обеспечивается путем создания фиксированного уровня воды в утепляющем пруде со стороны входа в водопропуск ную трубу, установки в полостях тепг лоизоляционных кожухов, образующих двойную воздушную пр-ослойку над руслом водотока, уменьшения потерь тепла воды, выделяемого излучением. Формула изобретения 1. Водопропускное сооружение, содержащее трубу, расположенную в теле насыпи, размещенный перед входом в 9 24 трубу экран с отверстиями, расположенными ниже уровня подпорного горизонта водотока, и утепляющую полос1-ь, расположенную над руслом водотока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения потерь тепла водотоком, оно снабжено размещенным в утепляющей полости теплоизоляционным кожухом, имеющим выпуклую вверх криво линейную поверхность, образующая которой ориентирована вдоль оси трубы, и взаимодействующим нижними концами с трубой, при этом кожух разделен с внутренней стороны вертикальными перегородками, выполненными из эластичного материала, наружная поверхность указанного кожуха выполнена с коэффициентом черноты, равным 0,92-0,98, а внутренняя поверхность - с коэффициентом черноты, равным 0,,08. 2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с дополнительной утепляющей полостью, аналогичной указанной и расположенной на выходе трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 2W216, кл. Е 01 F 5/00, 27.0.68. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 01 С 1/02, 01.Об.77 (прототип).

11-

5 t

АЛ

Hki.f f